旧楼加装电梯计算书(结构验算)

1、Word 资料99 号电梯加建项目 计算书. 页脚目录1 电梯挂钩横梁设计验算 32 连廊加梁设计验算 63 承台梁设计验算 104 电梯井主体结构有限元分析 144.1 荷载标准组合 144.2 计算结果 155 基础验算 195.1 桩基础方案 195.2 筏板基础方案 216 结论 22. 页脚1电梯挂钩横梁设计验算4195“力死一"图1-1机房天面吊钩主梁受力示意图图1-1为机房大面吊钩主梁受力示意图。维修设备 2t,因此吊钩受到集中力Fi 20kN。主梁到受拉力作用3mnFl 二 20kN(2t)图1-2吊钩主梁简支梁简化图电梯挂钩主梁校核，主梁按照简支梁计算，如幽-2所示

2、。主梁截面尺寸200mm 300mm,长度3000mm。主梁体积0.18 m3,混凝土强度C25,主梁要承受自身重量及维修设备重量，其中主梁自重0.45t,为梁均布荷载， 其中维修设备2t,为集中力，梁受到均布力和集中力的共同作用梁承受总重量为2.45t。最危险点为中间梁的中点，现按简支梁进行强度验算。梁均布荷载 q=梁自附l=0.45t/3000mm=4.5kN/3m =1.5kN/m梁集中力F1=ffi修设备重量=20 kN按照混凝土结构设计规(GB50010-2010 ) P40,第6.2.10条，公式(6.2.10-1)xfyAs(h°as)p0 fpy Ap (h°

3、; ap)M 1 fcbx % 一2横梁接受均布荷载和集中力共同作用下的简支梁计算，则ql2 F| 1.5kN/m (3m)2 20kN 3mM- 31.69kNm梁上部纵筋2根,HRB335a,直径14mm ;下部纵筋4根HRB335a,直径18mm ,箍筋HPB235级，直径8mm ,双肢箍，间距100mm。根据规8.2.1,梁构件混凝土保护层厚度为20mm ,无预应力钢筋，故6.2.10-1变为:x '''、M#cbx h° -fyAs(h° as)根据混凝土结构设计规(GB50010-2010 )(以下简称规)P40,第6.2.10条，公式(

4、6.2.10-2)受压区高度需满足:''''fjbxfyAsfyAfpyAp( p0 fpy Ap)无预应力钢筋，故1 fcbx fyAs fyAs(1)1：系数，由规6.2.6条规定，查得，C25混凝土， 1 1.0fc：混凝土轴心抗压强度设计值，由规4.1.4-1条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPa cb:梁截面宽，b=200mmfy：普通钢筋抗拉强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy 300MPa ' 、 . . - - 、 、，fy：普通钢筋抗压强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy

5、 300MPaAs：受拉区纵向普通钢筋截面面积，As 1017.36mm2As：受压区纵向普通钢筋截面面积，As' 307.72mm2带入公式(1),得 _ _ _ ' 'ifcbxfyA fy As 212.892kNx 89.45mm,受压区高度同时要满足x b、 一'x 2a其中，b：相对界限受压区高度，取%/%, C25混凝土 b=0.56xb：界限受压区高度，xb 203.8mmh0 :截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离,h0 364mm '. . 一 一 .a :未配置预应力钢筋，a用as代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截

6、面边缘 ，''的距离，a as 42mm 0因此x 89.45mm bh0 203.8mm 'x 89.45mm 2a 84mm受压区高度满足规要求。x ' ' .'.1 fcbx h0 -fyAs (h0 as)1.0 11.9MPa 200mm 89.45mm (364mm 0.5 89.45mm),300MPa 307.72mm2 (364 mm 42mm)97.70kNmx . , ''M 31.69kNm1fcbx h0 2S(h0 as) 97.70kNm因此，机房大面吊钩主梁强度设计满足规要求。.页脚2连廊加梁设计验

7、算12GJZ.1 H1.iF平面图E»|HIIEhJ '颂 支00工用上，七*££!八#.1iF炭亘HMMAJIMltH叫I我 LdJWIRWfl(b)立面图（在两根悬挑梁之间加入1条横梁，截面高400mm ）图2-1连廊加梁设计图.页脚本项目拟在连廊四周加设200mm x400mm的悬挑梁，分别与电梯井剪力墙及原 建筑物的框架柱连接，如图2-1 (a)所示。由于连廊跨径为1.78m,从设计安全角度出 发，拟在悬挑梁之间加设1条横梁，横梁尺寸为200mm x 400mm。连廊加梁设计如图2-1 (b)所示。原悬挑梁总体枇0.56m3 ,加入中间横梁的体 积

8、=0.14 m3,混凝土强度C25,连廊横梁总质量=17500N (1.75t),连廊面积3.738 m2, 连廊自重0.3115t,满载活载2t。梁承受总重量为2.3115t。最危险点为中间梁的中点， 现按简支梁进行强度验算。连廊面积： 17.8 x 2.1m=3.738m连廊厚度0.2m恒载=连廊自重 +悬挑梁 +横梁自重=(3.738*0.2+0.56+0.14)*25=36.19kN活载=人群活载 =20kNQ=恒载 + 活载=36.19+20=56.19 kN均布荷载 q=Q/l=56.19/1.78=31.57kN/m按照混凝土结构设计规(GB50010-2010 ) P40,第6

9、.2.10条,公式(6.2.10-1)x' '.''一 ' .M 1 fcbx h0 2fyAs(h。as)p0 fpy Ap(h。ap)横梁按均布荷载作用下的简支梁计算，则.22Iql 31.57 1.78M 12.50kNgm88梁上部纵筋2根,HRB335a,直径14mm ;下部纵筋4根HRB335a,直径18mm。 箍筋HPB235级，直径8mm ,双肢箍，间距100mm。根据规8.2.1,梁构件混凝 土保护层厚度为20mm ,无预应力钢筋，故6.2.10-1变为：x ''Z1'、M 1 fcbx h0 2fy As (m

10、 as)根据混凝土结构设计规(GB50010-2010 ) P40,第6.2.10条，公式(6.2.10-2)受压区高度需满足:''''、1 fcbxfy ASf y Asf py Ap( p0fpy Ap )无预应力钢筋，故IfcbxfyAsfyAs(2)i：系数，由规6.2.6条规定，查得，C25混凝土，i 1.0fc：混凝土轴心抗压强度设计值，由规4.1.4-1条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPab:梁截面宽，b=200mmfy：普通钢筋抗拉强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy 300MPa' 、 . . -

11、 - 、 、，fy：普通钢筋抗压强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy 300MPa2As：受拉区纵向普通钢筋截面面积，As 1017.36mm 2As :受压区纵向普通钢筋截面面积，As 307.72mm带入公式(2),得 _ _ _ ' '1fcbxfyAsfyAs 212.892kNx 89.45mm,受压区高度同时要满足x bh0 'x 2a其中，b：相对界限受压区高度，取xb/h0, C25混凝土 b=0.56Xb:界限受压区高度，Xb 203.8mmh0 ：截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离, 364mm , ,

12、.一 、一 . .a :未配置预应力钢筋，a用as代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截面边缘 ''的距离，a as 42mm 0因此x 89.45mmbho 203.8mm'x 89.45mm 2a 84mm受压区高度满足规要求。x '''、1 fcbx ho 2fyAs(ho as)1.0 11.9MPa 200mm 89.45mm (364mm 0.5 89.45mm), 2 _、300MPa 307.72mm (364 mm 42mm)97.7kNm.xM 12.50kNm1fcbx h0 2fyAs(h0 as) 97.70kNm因此，连

13、廊加梁设计满足规要求。.页脚3承台梁设计验算，永螂修吊解糅Fl=2dkN始巢F2=100kN(a)瞰周»哥一T品二 sBltL 篇其号 二名|受(b)图3-1 机房承台梁受力示意图及钢筋配置图(a)受力示意图(b)钢筋配置图图3-1为机房承台梁受力示意图及钢筋配置图。电梯及管线机械设备10t,因此承 台梁受到集中力F1 100kN2.6mKF2=100kN(10t)图3-2吊钩主梁简支梁简化图电梯挂钩主梁校核，主梁按照简支梁计算，如幽-2所示。主梁截面尺寸300mm 500mm,长度2600mm。主梁体积0.39 m3,混凝土强度C25,主梁要承受自身重量及维修设备重量，其中主梁自丽

14、.975t,为梁均布荷载, 其中电梯及管线机械设备10t,为集中力，梁受到均布力和集中力的共同作用，梁承受 总重量为10.975%最危险点为中间梁的中点，现按简支梁进行强度验算。梁均布荷载 q=梁自附l=0.975t/2600mm=9.75kN/2.6m =3.75kN/m梁集中力F2二电梯及管线机械设备重至100kN按照混凝土结构设计规(GB50010-2010 ) P40,第6.2.10条，公式(6.2.10-1)x '' .' .''一 ' .M 1 fcbx h02fyAs (h0 as) p0 fpy Ap(h0ap)横梁接受均布荷载和

15、集中力共同作用下的简支梁计算，则2_2一 ql2 F13.75kN /m (2.6m)2 100kN 2.6m .M1133.17kNm梁上部纵筋2根,HRB335a,直径20mm ;下部纵筋4根HRB335a,直径25mm ,箍筋HPB235级，直径8mm ,双肢箍，间距100mm。直径根据规8.2.1,梁构件混凝土保护层厚度为20mm ,无预应力钢筋，故6.2.10-1变为:M 1 fcbx h0x ,、2fy As (h° as)根据混凝土结构设计规(GB50010-2010 ) P40,第6.2.10条，公式(6.2.10-2)受压区高度需满足：'''

16、'、1 fcbxfy ASf y Asf py Ap( p0fpy Ap )无预应力钢筋，故Ifcbx fyAs fyAs(3)i：系数，由规6.2.6条规定，查得，C25混凝土， i 1.0fc：混凝土轴心抗压强度设计值，由规4.1.4-1条规定，查得，C25混凝土,fc 11.9MPab:梁截面宽，b=300mmfy：普通钢筋抗拉强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy 300MPa' 、 . . - - 、 、，fy：普通钢筋抗压强度设计值，由规4.2.3-1条规定，查得，HRB33蹴钢筋fy 300MPa2As：受拉区纵向普通钢筋截面面积，As

17、1962.5mm2As :受压区纵向普通钢筋截面面积，As 628mm带入公式(3),得''1fcbx fyAs fy As400.35kNx 112.14mm,受压区高度同时要满足x bh0'x 2a其中，b：相对界限受压区高度，取xb/h0, C25混凝土 b=0.56Xb:界限受压区高度，Xb 250.32mmh0 :截面有效高度：纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离, 447mm , , .一 、一 . .a :未配置预应力钢筋，a用as代替，为受压区纵向普通钢筋合力点至截面边缘 ''的距离，a as 48mm。因此x 112.14mmbh0

18、250.32mm'x 112.14mm 2a 96mm受压区高度满足规要求。x ''、1 fcbx h0 2fyAs(h0 as)1.0 11.9MPa 300mm 112.14mm (447mm 0.5 112.14mm),2300 MPa 628mm (447 mm 48mm)231.68kNmx _ '',M 133.17kNm1fcbx h0 2fyAs(h0 as) 231.68kNm因此，机房大面吊钩主梁强度设计满足规要求。4电梯井主体结构有限元分析4.1荷载标准组合(a)(b)图4-1电梯整体模型及局部放大显示(a)整体模型(b)局部放大图

19、4-1为黄埔大道中99号电梯加建项目计算模型，电梯井为钢筋混凝土剪力墙结构 混凝土为C25,剪力墙受力主筋HRB40C®,连梁受力主筋HRB335级，重力荷载g = 10 m/s2.纵向荷载共117.18t,包括：电梯井自重105.18t,电梯全部管线及机械重10t, 人活载3.5KN/m2,电梯面积5.72m2,人活载共计2t。横向荷载包括：风荷载按市50年使用寿命的最大风力概率施加风压500 N/m2 , 建筑设计抗震设防烈度为7级，模拟汶JI地震7.8级地震波施加。荷载组合按照规公式3.2.3-2计算，永久荷载起主控作用。篦S =7 g ck + X y或根据规，查得 G 1.

20、35, Q1 1.4, Q2 1.4计算得，该结构的荷载组合为157.8t。4.2计算结果S, Mises （平均；75%）-hl,942e+06 + i. 780+06 + 1.619e+06 + 1.45764-06 4 1.296e+06 4 1.134e+06 + 9,729e+05 + 8.114e+05 + 6.499e+05 4 4.884e+05 + 3 269e+05 + L554S + 05 + 3.937b+03配新卡：3»芯七印亡nc 1: SotiJItfie * l.DCKI111'JlSLss检威曼 -Z.9aot-a2图4-2电梯纵向荷载作用下

21、应力云图图4-2为该结构在电梯纵向荷载作用下应力云图，最大应力为1.94MPa,设计满足 混凝土构件正常使用要求Sj Mises （平均：75%）+ L981E+06 +1.816e + 06 + 1.65 1g+06 + 1.486e+06 + 1.322e+06 + 1.157e+06 + 9.922e+05 + 8.27 5e + 05 + 6.62.7g+05 + 4.980e+05 + 3.333a + 05 + 1.686e+05 + 3.862e+03:S«n-L曲鸭 1；1网s 上：'” 支府5Mts及 T.?注-E图4-3风荷载与纵向荷载作用下应力分布图图4

22、-3显示，最危险的截面位于最底层剪力墙中下段,应力为1.98Mpa ,考虑荷载组合中永久荷载为主控，设计满足混凝土构件正常使用要求Uf Magnitude+ l,184e-03 +1108 5e- 03 十9.864e- 04 + 8,878 总-04 +7.891e-04 +6,905-04 + 5.9186-04 +4.932G-Q4 +3.946e-04 +2.959e-04 4 l,973e-04 +9.864e-05 十。,00。巳+00图4-4风荷载与纵向荷载作用下位移分布图图4-4显示，最大位移位于剪力墙最顶端，为0.118cm。电梯井为剪力墙结构，抗 侧刚度较大。口 15-汶川

23、波嵯值加速度2L 4名苴近似7度(0. 1g)多遇地震35gl层间位移角(1产)图4-5电梯层层间位移角包络曲线施加的地震波为汶川地震某方向波的市5秒，每步0.0053初次施加地震波，峰值21.4gal。对于9层剪力墙结构而言，最大层间位移出现在第5层。根据建筑结构抗震设计规表5.5.1可知，剪力墙结构弹性阶段的层间位移角限值为1/1000,由图4-5 可知，最大层间位移仅有0.2137/1000,预测此结构抗地震能力性能较好。顶点位移时程曲线(峰值加速度2L如近)|D 口0*0.004 -3图4-6电梯结构顶点时程位移曲线由图4-6可见，电梯结构顶点位移不足5mm,分析原因可能是本结构为剪力

24、墙结构, 整体刚度比较大5基础验算5.1桩基础方案根据建筑地基基础设计规(GB50007-2011)文8.5.5规定:单桩承载力应满足公式(8.5.5-1):Qk= (Fk+Gk) /n<RaFk=1578kN （经过荷载效应标准组合的作用于桩基承台顶面的竖向力），见4.1 小节。Gk=20 X 3X3.4 X2.2=448.8kN （桩基承台自重及承台以上土的自重标准值）拟宜采用旋挖成孔灌注桩共计4 根， 桩径 D 为 600mm 。 n=4， 单桩竖向抗压承载力特征值Ra=800kN ，单桩承载力应经荷载试验确定。Qk= （Fk+GJ /n= （1578+448.8 ） /4=506

25、.7kN <Ra=800kN因此：单桩竖向抗压承载力满足要求。. 页脚5.2筏板基础方案另一个基础设计方案：筏板基础具有减小地基压力，提高地基承载力的调整 地基不均匀沉降的能力。试根据华江花园D栋工程地质勘察报告(1996-10-11 ) 结合建筑地基基础设计规(GB50007-2011)进行计算，结果如下：根据建筑地基基础设计规(GB50007-2011)条文5.1.4规定，在抗震设 防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物 高度的1/15 ;电梯井高34.1m ,筏形基础埋深应大于 2.27m ,取2.5m (此埋 深应位于第二层岩土层冲积层土)。从施工

26、方便的角度，本项目拟采用平板式筏 基，根据经验，最简单的单层建筑筏板基础厚度一般经验取值不小于300mm ,每增加一层筏板的厚度不小于 50mm o本项目为9层剪力墙结构，本项目拟取 板厚为700mm。对于板式筏基，底板伸出的长度，横向不宜大于 1000mm , 纵向不宜大于600mm 。电梯井尺寸是3.0 x 2.6m ,拟取筏形基础尺寸 3.5m 3.5m 0修正后的地基承载力特征值fa fakb (b 3) d m(d 0.5)根据华江花园D栋工程地质勘察报告(1996-10-11 ),第二层岩土层 冲积层土粉质粘土密度=1.94g/cm 3,:基础地面以下土的重度(kN/m 3),g 19.4kN/m3, m：基础地面以上土的加权平均重度，m